HỆ THỐNG PHÂN PHỐI ĐIỆN CHO DỰ ÁN METRO: THIẾT KẾ, CÔNG NGHỆ VÀ ỨNG DỤNG THỰC TẾ

1. Giới thiệu chung

Hệ thống phân phối điện trong các dự án metro đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo vận hành ổn định và hiệu quả của các tuyến đường sắt đô thị. Từ việc cung cấp năng lượng cho đoàn tàu đến các thiết bị phụ trợ như chiếu sáng, điều hòa không khí và thang máy, hệ thống điện phải đáp ứng các tiêu chuẩn cao về độ tin cậy, an toàn và hiệu suất năng lượng.

2. Các thành phần chính của hệ thống điện metro

Trạm biến áp (Substation)

Trạm biến áp là điểm đầu tiên nhận nguồn điện từ lưới điện quốc gia và chuyển đổi thành điện áp phù hợp cho hệ thống metro. Các loại trạm phổ biến bao gồm:

• Trạm phụ trợ (Auxiliary Substation - ASS): Cung cấp điện cho các thiết bị như chiếu sáng, HVAC, thang máy, bơm nước, v.v.

• Trạm điện kéo (Traction Power Substation - TPS): Chuyển đổi điện áp cao (thường là 25 kV AC hoặc 750 V DC) thành điện áp phù hợp để cấp cho đoàn tàu.

• Trạm nhận điện (Receiving Substation - RSS): Nhận điện từ lưới điện và phân phối đến các trạm phụ trợ và trạm điện kéo.\

Hệ thống điện kéo (Traction Power System)

• Hệ thống đường dây trên cao (Overhead Catenary System - OCS): Sử dụng dây cáp treo trên cao để cung cấp điện cho đoàn tàu.
• Hệ thống đường ray thứ ba (Third Rail System): Cung cấp điện cho tàu qua một thanh ray thứ ba nằm gần đường ray chính.

Hệ thống điều khiển và giám sát (SCADA)

Hệ thống SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) cho phép giám sát và điều khiển từ xa các trạm biến áp, trạm điện kéo và các thiết bị liên quan, giúp tối ưu hóa hiệu suất và phản ứng nhanh chóng với sự cố.

Hệ Thống Dây Dẫn Và Cáp Ngầm

Đây là nơi truyền tải điện giữa các điểm, yêu cầu độ bền cơ học và cách điện cao.

Hào Phú chuyên cung cấp cáp điện công nghiệp, cáp trung thế, cáp bọc giáp đạt tiêu chuẩn IEC và TCVN, phù hợp lắp đặt trong hạ tầng giao thông đô thị.

Cáp Olflex Classic 110

3. Vai Trò Của Hệ Thống Phân Phối Điện Trong Đường Sắt Đô Thị

Cung cấp năng lượng cho hệ thống kéo điện (traction power): Đây là nguồn điện cấp cho tàu điện vận hành, thường ở dạng DC hoặc AC tùy công nghệ.

Cung cấp điện cho hệ thống tín hiệu, điều khiển và viễn thông: Hệ thống này yêu cầu nguồn điện ổn định và dự phòng.

Chiếu sáng ga tàu và tiện ích phụ trợ: Bao gồm chiếu sáng hành lang, bảng LED, hệ thống camera và thông gió.

Đối với các khu vực yêu cầu nguồn điện ổn định và an toàn, sản phẩm như Cáp chống cháy tiêu chuẩn BS6387 của Hào Phú là lựa chọn tối ưu, đảm bảo hoạt động ổn định ngay cả trong điều kiện cháy nổ.

CÁP TÍN HIỆU ĐIỀU KHIỂN CHỐNG CHÁY FR-6387 MC CONTROL

4. Các công nghệ và xu hướng hiện đại

• Điện năng tái tạo: Nhiều hệ thống metro hiện nay tích hợp năng lượng mặt trời và thu hồi năng lượng phanh để giảm tiêu thụ điện và giảm phát thải khí nhà kính. Ví dụ, Mumbai Metro Blue Line đã lắp đặt hệ thống điện mặt trời trên mái các ga và nhà ga, cung cấp khoảng 30% nhu cầu điện không liên quan đến kéo tàu .
• Điện áp cao 25 kV AC: Một số hệ thống metro, như Chennai Metro, sử dụng điện áp cao 25 kV AC cho hệ thống kéo, giúp giảm số lượng trạm điện kéo và tiết kiệm chi phí .
• Hệ thống điện ngầm: Để giảm thiểu ảnh hưởng đến cảnh quan đô thị, nhiều thành phố đã chuyển đổi hệ thống điện từ trên cao sang ngầm, như dự án chuyển đổi đường dây 11 kV từ trên cao sang ngầm ở Bengaluru, Ấn Độ .

5. Thực tiễn tại Việt Nam

Tại Việt Nam, các dự án metro như tuyến Bến Thành – Suối Tiên và Bến Thành – Tham Lương đang được triển khai với hệ thống điện kéo 750 V DC kết hợp với các trạm phụ trợ 400 V AC. Việc áp dụng các tiêu chuẩn quốc tế như IEEE P1653.2 và IEC 60850 trong thiết kế giúp đảm bảo tính ổn định và an toàn cho hệ thống .

Tích Hợp Thiết Bị Điều Khiển Và Nguồn Dự Phòng

Hệ Thống Tủ Điều Khiển MCC

 Sử dụng Tủ điện điều khiển động cơ MCC để quản lý các thiết bị phụ như máy bơm, quạt thông gió, hệ thống thoát khẩn.

Hệ Thống Lưu Điện (UPS)

Đảm bảo nguồn điện liên tục cho hệ thống điều khiển và tín hiệu với UPS công nghiệp chất lượng cao (Ví dụ UPS Norden UK) – một giải pháp không thể thiếu cho các tuyến metro.

CN7006MPI / Bộ Lưu Điện Trực Tuyến Norden Không Biến Áp Loại MAX-POWER 6kVA - Online Transformerless UPS (MAX-POWER SERIES)

6. Kết luận

Hệ thống phân phối điện cho dự án metro là yếu tố quyết định đến sự thành công của các tuyến đường sắt đô thị. Việc lựa chọn công nghệ phù hợp, thiết kế tối ưu và áp dụng các tiêu chuẩn quốc tế sẽ giúp nâng cao hiệu quả vận hành, giảm chi phí và bảo vệ môi trường.

Từ khóa: Hệ thống phân phối điện metro, trạm biến áp metro, hệ thống điện kéo metro, SCADA metro, năng lượng tái tạo trong metro, điện áp cao AC trong metro, điện ngầm metro, tiêu chuẩn thiết kế điện metro, basor, norden, haophu, ups, metro, basket tray, mesh tray, máng cáp lưới